DE19950171A1 - Druckluftbetätigte Differentialsperre eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine druckluftbetätigte Differentialsperre eines Kraftfahrzeuges, die innerhalb eines metallenen Hinterachsgetriebegehäuseteils mit einer Ausnehmung angeordnet ist, innerhalb derer ein Kolben bezüglich dessen Längsachse verschieblich und an einer ersten Klauenkupplungshälfte abstützbar angeordnet ist, welche drehfest zu einer Welle und mit einer korrespondierenden zweiten Kupplungshälfte koppelbar angeordnet ist. DOLLAR A Um eine kostengünstige Differentalsperre zu schaffen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in die Ausnehmung eine Kunststofflaufbuchse eingesetzt ist, welche den Kolben entlang besagter Längsachse führend aufnimmt und in welcher ein Elastomerdichtring montagegünstig eingeclipst ist, der gegen den Druckluftinnenraum abdichtet.

Description

Die Erfindung betrifft eine druckluftbetätigte Differential­ sperre eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff von Patentan­ spruch 1.

Eine solche Differentialsperre ist aus dem schweren Nutzfahr­ zeug Mercedes-Benz Actros bekannt. Diese Differentialsperre um­ faßt zwei Kupplungshälften, mit welchen in üblicher Weise eine formschlüssige Verbindung zwischen einer Radantriebshalbwelle und einem Differentialgehäuse herstellbar ist. Die Differenti­ alsperre umfaßt einen unmittelbar längsverschieblich in einer Gehäusebohrung des Hinterachsgetriebegehäuses aus Metall ange­ ordneten Kolben, welcher bei Druckluftbeaufschlagung ein- und bei Druckluftentlastung infolge einer Federkraft ausrückbar ist. Dazu ist der Kolben am Umfang gegenüber der Gehäusebohrung mit einem O-Ring abgedichtet, wobei diese Gehäusebohrung eine sehr hohe Oberflächenqualität aufweisen muß, um einerseits eine entsprechende Dichtwirkung zu zeigen und um andererseits den O- Ring zu schonen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige Differential­ sperre zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst.

Ein Vorteil der Erfindung ist, daß die Anforderungen an die Oberflächenqualität der Gehäusebohrung sehr gering sind, so daß eine aufwendige, teure und die Werkzeuge verschleißende Oberflächenbearbeitung des metallernen Getriebegehäuses entfallen kann.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist der, daß die Funktions­ sicherheit der Differentialsperre auch unter extremen Umweltbe­ dingungen mit hoher Luftfeuchtigkeit weitergehend verbessert wird, da feuchte Druckluft keinen korrosiven und damit reibwer­ terhöhenden Einfluß auf die Zylinderlauffläche ausüben kann.

Patentanspruch 4 zeigt eine in vorteilhafter Weise besonders einfach und sicher zu montierende Ausgestaltung der Erfindung. Dadurch, daß die Kunststofflaufbuchse und ein Dichtring eine Montageeinheit bilden, ist in besonders vorteilhafter Weise ein "Vergessen" des Einbaus des Dichtringes bzw. ein Positionie­ rungsfehler unter Produktions- und Werkstattbedingungen sicher ausgeschlossen.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den übrigen Unteran­ sprüchen und der Beschreibung hervor.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt ausschnittsweise ein Hinterachsgetriebe 1 eines Nutzfahrzeuges, das eine Differentialsperre 2 umfaßt. Dieses Hinterachsgetriebe 1 umfaßt ein Hinterachsgetriebegehäuse 3 in­ nerhalb dessen ein nicht näher dargestelltes Antriebsritzel, ein Differential, zwei Radantriebshalbwellen 6 und ein Stell­ glied 8 angeordnet sind.

Die nachfolgenden Richtungsangaben vorne, hinten, links, rechts beziehen sich auf die Fahrtrichtung.

Das Antriebsritzel ist im Hinterachsgetriebegehäuse 3 drehbar gelagert. Ein am gehäuseinnenseitigen Ende des Antriebsritzels angeordnetes Kegelrad weist eine Verzahnung auf, die in eine Verzahnung 13 eines Tellerrades 14 eingreift.

Dieses Tellerrad 14 ist einteilig mit einem Gehäusedeckel 15 eines Querdifferentialgehäuses des Differentials ausgestaltet und koaxial zu einer geometrischen Längsachse 17 angeordnet. Neben diesem Gehäusedeckel 15 umfaßt das Querdifferentialgehäu­ se einen nicht näher dargestellten Gehäusetopf, welcher mittels Schrauben 19 mit dem Gehäusedeckel 15 verschraubt ist. Das Querdifferentialgehäuse ist drehbar und axial unverschieblich bezüglich der Längsachse 17 im Hinterachsgetriebegehäuse 3 ge­ lagert. Dazu ist sowohl der Gehäusedeckel 15 als auch der Ge­ häusetopf jeweils mittels eines von zwei Kegelrollenlagern 20 im Hinterachsgetriebegehäuse 3 gelagert. Im Gehäusetopf sind zwei miteinander fluchtende Bohrungen angeordnet, in welchen sich in üblicher Weise ein senkrecht zur Längsachse 17 angeord­ neter Differentialbolzen in Umfangsrichtung bezüglich der Längsachse 17 abstützt. Koaxial zum Differentialbolzen sind zwei Ausgleichsräder drehbar bezüglich diesem angeordnet. Diese Ausgleichsräder weisen Verzahnungen auf, die in üblicher Weise in Verzahnungen von Kegelrädern eingreifen. Diese Kegelräder sind koaxial zur Längsachse 17 angeordnet und sind mittels Wel­ le-Nabe-Verzahnungen jeweils mit einer der beiden Radantriebs­ halbwellen 6 drehfest verbunden.

Der Gehäusedeckel 15 weist im Austrittsbereich der linken Rad­ antriebshalbwelle 6 Kupplungsklauen 35 auf.

Diese am Gehäusedeckel 15 angeordneten Kupplungsklauen 35 bil­ den die erste Kupplungshälfte der Differentialsperre 2.

Ein mittels einer weiteren Welle-Nabe-Verzahnung 33 drehfest, aber axial verschieblich bezüglich der linken Radantriebshalb­ welle 6 angeordnete Schiebemuffe 34 weist weitere Kupplungs­ klauen 38 auf, die mit den Kupplungsklauen 35 des Gehäusedec­ kels 15 korrespondieren. In der Zeichnung ist dabei die Diffe­ rentialsperre 2 im gesperrten Zustand dargestellt. In diesem gesperrten Zustand sind die dem Gehäusedeckel 15 zugeordneten Kupplungsklauen 38 im Eingriff mit den der Schiebemuffe 34 zu­ geordneten Kupplungsklauen 35.

Die Schiebemuffe 34 weist eine Umfangsnut 36 auf, in die ein hinteres Ende 37 einer Schaltgabel 39 greift. Diese Schaltgabel 39 weist an deren vorderem Ende 40 eine Bohrung 41 auf, die von einer Kolbenstange 42 des Stellgliedes 8 durchsetzt ist. Die Kolbenstange 42 des Stellgliedes 8 ist dabei koaxial zu einer Stellgliedlängsachse 44 angeordnet, die parallel versetzt zur Längsachse 17 angeordnet liegt. Die Schaltgabel 39 ist an deren vorderem Ende 40 axial beiderseits durch senkrecht zur Stell­ gliedlängsachse 44 angeordnete ebene Stirnflächen 45, 46 be­ grenzt. Die Schaltgabel 39 stützt sich mit der linken Stirnflä­ che 45 an einem Absatz 47 der Kolbenstange 42 ab. Mit deren rechter Stirnfläche 46 stützt sich die Schaltgabel 39 an einer Schraubendruckfeder 48 ab, welche sich ihrerseits am Hinter­ achsgetriebegehäuse 3 abstützt.

Die Kolbenstange 42 ist an einem ersten Ende 59 mit einem Kol­ ben 49 verbunden, der in einer Kunststofflaufbuchse 50 ver­ schieblich geführt ist. Diese Kunststofflaufbuchse 50 ist in eine koaxial zum Kolben 49 angeordnete Bohrung 4 des Hinter­ achsgetriebegehäuses 3 eingepresst, welche gehäuseinnenseitig durch den Kolben 49 und gehäuseaußenseitig durch einen mit dem Hinterachsgetriebegehäuse 3 verschraubten Zylinderdeckel 5 ver­ schlossenen ist. Damit ist innerhalb der Kunststofflaufbuchse 50 ein Druckraum 51 eingeschlossen, dessen Abdichtung auf sei­ ten des Kolbens 49 mittels eines O-Ringes 7 erfolgt, der in ei­ ner umlaufenden Ringnut 10 des Kolbens 49 aufgenommen ist. Auf seiten des Zylinderdeckels 5 ist der Druckraum 51 mittels eines Elastomerringes 11 abgedichtet, welcher mittels einer in Fig. 2 näher ersichtlichen Rastverbindung 55 in die Kunststofflauf­ buchse 50 eingeclipst ist.

An einem zweiten Ende 60 läuft die Kolbenstange 42 als Axialla­ gerzapfen 61 aus, welcher längsverschieblich in einer Lagerboh­ rung 62 des Hinterachsgetriebegehäuses 3 angeordnet ist.

Der Druckraum 51 ist mittels einer Zuleitungsbohrung 54, welche durch den Zylinderdeckel 5 des Hinterachsgetriebegehäuses 3 verläuft, mit einer nicht näher dargestellten Druckluftzulei­ tung verbunden. Die Druckluftzuleitung weist ein Magnetventil auf, mittels welchem der Druckraum 51 mit Druckluft beauf­ schlagbar und von dieser entlastbar ist.

In den Druckraum 51 ragt ein axial verschieblicher Schaltknopf 52 eines Rückmeldeschalters 53. Dieser Schaltknopf 52 wird durch Axialverschiebung des Kolbens 49 betätigt. Am Rückmelde­ schalter 53 steht ein Signal "DIFFERNTIALKUPPLUNG EINGERÜCKT" an, wenn sich die Differentialsperre 2 in der in der Zeichnung dargestellten eingerückten Position befindet. Wenn sich die Differentialsperre 2 hingegen in der nicht in der Zeichnung dargestellten ausgerückten Position befindet, so ist der Schaltknopf 52 betätigt und am Rückmeldeschalter 53 steht ein Signal "DIFFERENTIALKUPPLUNG AUSGERÜCKT" an.

Fig. 2 zeigt ausschnittsweise die Kunststofflaufbuchse 50 im Bereich der Rastverbindung 55 und den Elastomerdichtring 11, wobei sich die Kunststofflaufbuchse 50 im ausgebauten Zustand befindet.

Der Elastomerdichtring 11 weist auf dessen linker Seite eine Dichtlippe 56 auf, welche im eingebauten Zustand der Kunst­ stofflaufbuchse 50 dichtend an einer bearbeiteten Fläche des Zylinderdeckels 5 anliegt, und weist auf dessen rechter Seite eine ringförmige Wulst 57 auf, die die formschlüssige Rastver­ bindung 55 mit einer ringförmigen Ausnehmung 58 der Kunst­ stofflaufbuchse 50 bildet.

In einem nicht näher dargestellten Führerhaus des Nutzfahrzeu­ ges ist dabei ein Sperrenschalter angeordnet, mit dessen Betä­ tigung in die Stellung "EIN" der Fahrzeugführer den Wunsch äu­ ßern kann, die Differentialsperre 2 einzurücken, d. h. die bei­ den Kupplungsklauen 35, 38 miteinander in Eingriff zu bringen.

Durch manuelle Betätigung in die Stellung "AUS" äußert der Fahrzeugführer den Wunsch, die Differentialsperre 2 auszurüc­ ken.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Zulei­ tungsbohrung in einem axialen Bereich des Druckraumes radial nach außen verlaufend angeordnet, wobei die Kunststofflaufbuch­ se in diesem Bereich eine Ausnehmung aufweist.

In weiteren Ausgestaltungsformen kann eine Kunststofflaufbuchse in eine beliebig ausgeformte, auch unbearbeitete Ausnehmung des Hinterachsgetriebegehäuses eingesetzt sein.

Claims (4)

1. Druckluftbetätigte Differentialsperre (2) eines Kraftfahrzeu­ ges, die innerhalb eines metallernen Hinterachsgetriebegehäuses (3) mit einer Ausnehmung (Bohrung 4) angeordnet ist, innerhalb derer ein Kolben (49) bezüglich dessen Längsachse (Stellglied­ längsachse 44) verschieblich und an einer ersten Klauenkupp­ lungshälfte (Kupplungsklauen 38) abstützbar angeordnet ist, welche drehfest zu einer Welle (Radantriebshalbwelle 6) und mit einer korrespondierenden zweiten Kupplungshälfte (Kupplungs­ klauen 35) koppelbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Ausnehmung (Bohrung 4) eine Kunststofflaufbuchse (50) eingesetzt ist, welche den Kolben (49) entlang besagter Längsachse (Stellgliedlängsachse 44) führend aufnimmt.

2. Druckluftbetätigte Differentialsperre eines Kraftfahrzeuges nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (49) in Richtung der Längsachse (Stellglied­ längsachse 44) zumindest mittelbar an einem nachgiebigen Kraftspeicher (Schraubendruckfeder 48) abstützbar ist.

3. Druckluftbetätigte Differentialsperre eines Kraftfahrzeuges nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (Stellgliedlängsachse 44) des Kolbens (49) parallel versetzt zu einer Wellenlängsachse (geometrische Längsachse 17) der Welle (Radantriebshalbwelle 6) angeordnet ist, wobei der Kolben (49) mittels einer Gabel (Schaltgabel 39) an der ersten Kupplungshälfte (Kupplungsklauen 38) abstützbar ist.

4. Druckluftbetätigte Differentialsperre eines Kraftfahrzeuges nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststofflaufbuchse (50) eine ringförmige Ausnehmung (58) aufweist, in welcher ein Dichtring (Elastomerring 11) ein­ gesetzt ist, der an einem lösbaren Bauteil (Zylinderdeckel 5) des Hinterachsgetriebegehäuses (3) anliegt.